• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.45-52
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• 1990

고도의 신뢰도를 요구하는 정밀기계의 보편화는 트라이볼로지 요소중에서 밀봉기능에 관련된 시일의 해석 및 설계가 커다란 관심사로 부각되었다. 특히 고속회전을 요하는 경우에 대한 회전 시스템의 동적 안정성은 대단히 중요하다. 미끄럼 접촉운동을 하고 있는 기계평면시일의 시일링 간극은 대단히 작기 때문에 시일의 접촉면에서 형상이 변화하게 되면 시일 성능은 커다란 영향을 받게 된다. 시일의 접촉표면 가공시 발생되는 평면도(flatness), 조립시의 회전축과 시일축 사이의 중심 맞추기의 어려움, 회전축의 자중량 등 때문에 발생되는 회전링 사이의 상대적인 경사도(misalignment)는 시일의 동적 불안정성에 영향을 준다. 또한 상대 접촉 운동면에서 경계 또는 고체 마찰에 의한 마멸의 진행은 시일의 코닝(coning) 현상을 일으킨다. 본 연구에서는 비압축성 유체가 온도의 영향을 받아 점도가 선형적으로 변화하는 경우에 대한 시일링 간극 내에서의 압력분포를 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 여기서 얻어진 결과를 이용하여 시일의 축력과 모우멘트를 해석함으로써 시일의 동적 불안정성에 대하여 논하였다. 이 때 기계평면 시일의 형상은 코닝이 있고, 시일의 중심축이 경사진 경우를 고려하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1989.06b
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• pp.35-47
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• 1989

누설방지를 목적으로 산업용 기계에서 많이 사용되고 있는 기계평면시일(mechanical face seal)은 기능상 높은 신뢰도를 요구하고 있다. 이를 위하여 동적 안정성이 커야되고, 밀봉된 유체의 누설을 최소화시킬 수 있는 정도에서 시일의 수명을 결정해야 한다. 이와같이 상반된 성질을 동시에 만족시키기 위하여 시일 성능에 영향을 미칠 수 있는 기하학적 요인들을 고려하여 해석해야 한다. 일반적으로 미끄럼 접촉운동을 하고 있는 시일에서 시일링 간극(sealing gap)이 수 micron 단위라는 점을 고려할때 시일 조립시 중심맞추기(alignnment) 정미\ulcorner 결여 및 회전축의 자중량 등에 의한 기계적 변형(mechanical distortion), 특히 고온의 분위기에서 작동되고 있는 시일의 열변형(thermal distortion)은 시일의 경사집에 커다란 영햐을 주고 있다. 또한 누설을 최소화시킬 목적으로 시일 링(seal ring) 을 시일의 경사짐에 커다란 영향을 주고 있는 스프링의 강성도를 증가시키면 상대 미끄럼 운동을 하고 있는 접촉명이 건조마찰에 의한 마멸이 진행되어 코닝(coning)현상이 생긴다. 시일 평면에서 코닝 현상은 시일의 축방향 분리력(axial separtating force)과 경사 모우면트(tilting moment)에 커다란 영향을 주고 있는 것으로 알여졌다. 이들의 연구는 주로 경사진 시일평판에 시일근사치이논(seal approximation bhoryl)을 이용하여 1차원 비압축성에 관한 시월 성능을 해석하였다. 본 연구에서는 비압축성 유체의 점성이 온도에 의하여 변화를 일으키는 조건하에서 경사진 회전시일에 코닝이 발생되었을때 시일링 각극에서의 압력분포를 ㅈ차원인 경우에 대하여 수치적으로 해석을 하였다.

• Tribology and Lubricants
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• v.7 no.1
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• pp.61-67
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• 1991

기계평면시일의 접촉 운동면에서 유체가 비압축성이고, 점성의 영향을 받는 경우에 대한 체적누설 유동량과 마찰 토오크를 멱급수의 방법을 이용하여 추정하였다. 본 연구에서 고려되고 있는 설계인자로 시일의 경사도, 접촉 운동면에서의 사인파형, 코우닝, 열탄성 변화량, 마모량, 시일의 스프링 강성도에 따른 축방햐의 변화량을 종합적으로 고려하여 해석하였다. 계산된 결과에 의하면 특히 회전속도가 증가되면 열탄성 변화량에 의한 시일의 누설 마찰 토오크가 커다란 영향을 받고 있는 것으로 나타나고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.1509-1514
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• 1990

To investigate the seal dynamic instability for a misaligned and coned mechanical face seal, the finite difference approximation was employed to solve the modified Reynolds equation for an incompressible fluid and temperature dependent viscosity. Using the solution, the results for axial force, transverse moment, restoring moment, and ratio of the transverse moment and the restoring moment are calculated for the whole range from zero to full angular misalignment. The results indicate that the transverse moment due to the angular misalignment and coning terms affects considerably the dynamic instability of face seals. It is shown that the simplified treatment of Reynolds equation using the narrow seal approximation overestimate the ratio of the transverse moment to the restoring moment especially at touch.

• Tribology and Lubricants
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• v.6 no.2
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• pp.34-42
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• 1990

기계명면시일의 접촉 운동면에서 유체가 비압축성이고, 점서의 영향을 받는 경우에 대한 체적 누설 유동량과 마찰 토오크를 멱급수의 방법을 이용하여 추정하였다. 본 연구에서 고려되고 있는 설계인자로 시일의 경사도, 접촉 운동면에서의 사인파형, 코우닝, 열탄성 변화량, 마모량, 시일의 스프링 강성도에 따른 축방향의 변화량을 종합적으로 고려하여 해석하였다. 계산된 결과에 의하면 특히 회전속도가 증가되면 열탄성 변화량에 의한 시일의 누설 유동량과 마찰 토오크는 커다란 영향을 받고 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.499-502
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• 2006

This paper presents computed results of FEM analysis on the tribological contact behaviors of a primary sealing components of mechanical face seals for a small hydro-power turbine. The FEM computed results present that the contact area between seal rings and seal seats is very important for a good tribological performance such as low friction heating, low wear, high contact normal stress in a primary seal ing components. Based on the FEM computation, model III in which has a small sealing contact area shows low dilatation of primary sealing components, and high contact stress between a seal ring and a 1)seal seat.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.12
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• pp.2261-2267
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• 1992

The equations are derived for the evaluation of the axial contact force. The contact forces for rubber seals are analyzed as a function of the ratio of real contact length, the thickness of seal lip, the inclined angle of seal lip, and the interference between the edge of seal lip and the rotating inner ring. The design data for rubber seals are presented in terms of the ratio of real contact length, initial inclined lip angle, lip thickness and the interference. The calculated results show that the deflected interference and the circumferential stress cause considerable change of contcat forces for the low sealed pressure.

• Tribology and Lubricants
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• v.6 no.1
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• pp.89-98
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• 1990

시일의 접촉면이 경사지고, 정현파형이 존재하며 코닝이 있는 경우에 대한 해석을 하였다. 또한 시일링 간극에 존재하는 유체는 비압축성 점성유체이다. 이러한 요소들을 고려한 레이놀즈 방정식의 일반해를 구하기 위하여 멱급수 근사이론을 이용하여 압력분포를 구하였고, 이 결과를 이용하여 시일의 누설 유동량 및 마찰 토오크를 해석하였다. 계산 결과에 의하면 시일 접촉면의 표면파형이나 코닝에 비하여 경사정도가 시일의 성능에 커다란 영향을 주고 있음을 보여주고 있다.

• Tribology and Lubricants
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• v.3 no.2
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• pp.64-67
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• 1987

미끄럼 운동에 의하여 미세한 시일링 간극에 열이 발생할 때 어떠한 빠르기로 발생된 열이 재질 내부로 전파되는가를 속도의 개념으로 이론적 해석을 하였다. 발생된 마찰열이 시일재질 내부로 전파되는 속도는 불안정한 온도의 파장에 의하여 커다란 영향을 받고 있다.

• Tribology and Lubricants
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• v.5 no.2
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• pp.48-54
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• 1989

The effects of angular misalignment, coning and the temperature difference between the primary seal ring and the seal seat on the pressure distribution in mechanical face seals are analyzed. The modified Reynolds equation for the temperature dependent viscosity was solved by a finite difference approximation and Gauss-Seidel method. It is shown that the amplitude of pressure is significantly affected by the misalignment of the seals and a large temperature difference between the rotor and the stator.